汽轮机转子.ppt

汽汽轮轮机机安装安装预预备备技技师师专专用用1.第二第二单单元元课题课题三三汽汽轮轮机机转转子子2.3.一、概述一、概述v类类型型：转转子按主子按主轴轴与其它部分之与其它部分之间间的的组组合方合方式，分式，分为为套装、整套装、整锻锻、焊焊接、接、组组合等四大合等四大类类。v300MW转转子子：高中：高中压转压转子子长长期在高温下运行，期在高温下运行，采用采用强强度大的无中心孔整度大的无中心孔整锻转锻转子，材料子，材料为为30Cr1Mo1V;而低而低压转压转子工作在蒸汽的低子工作在蒸汽的低压压区，区，其蒸汽容其蒸汽容积积流量大，低流量大，低压转压转子直径大，末叶子直径大，末叶片片较长较长，套装，套装转转子已不能适子已不能适应应其其强强度要求，度要求，故也采用无中心孔整故也采用无中心孔整锻转锻转子子,材料材料为为30Cr2Ni4Mo1V。4.1、套装、套装转转子子轴轴轴轴套套叶叶轮轮联轴节联轴节键键5.套装套装转转子子（1）加工方法：主）加工方法：主轴轴等上述部件等上述部件单单独独铸铸造，然后用造，然后用热热套工套工艺艺加工。加工。（2）特点：）特点：轮轮孔孔处应处应力力较较大，大，转转子子刚刚性差，高温下套装性差，高温下套装处处易松易松动动。（3）应应用：中、小型汽用：中、小型汽轮轮机的低机的低压压部分，适合温度部分，适合温度400以下、低以下、低应应力力环环境下工作。境下工作。6.v请请看看录录像像200MW汽汽轮轮机机转转子子7.8.9.2、整、整锻转锻转子子v（1）加工方法：主）加工方法：主轴轴和叶和叶轮应轮应用用整体毛坯加工而成。整体毛坯加工而成。（2）特点：）特点：结结构构紧紧凑，凑，转转子子强强度度大、大、刚刚性好，适合高温、高性好，适合高温、高应应力力环环境下工作。境下工作。（3）应应用：中小型汽用：中小型汽轮轮机的高机的高压压转转子、大型汽子、大型汽轮轮机的任何机的任何转转子。子。10.转转子子毛毛坯坯11.转转子子毛毛坯坯12.v车车床床加加工工13.14.冲冲动动式整式整锻锻高高压转压转子子15.冲冲动动式整式整锻锻高高压转压转子子16.反反动动式高中式高中压压整整锻转锻转子子17.国国产产引引进进型型300MW汽汽轮轮机反机反动动式整式整锻锻低低压转压转子子两列冲两列冲动级动级18.3、冲、冲动动式式组组合合转转子子19.冲冲动动式高中式高中压组压组合合转转子子20.组组合合转转子子v（1）加工方法：高）加工方法：高压压部分整部分整锻锻，中、低中、低压压部分套装。部分套装。（2）特点：兼）特点：兼顾顾二者特点。二者特点。（3）典型）典型应应用：用：200MW汽汽轮轮机机的中的中压转压转子。子。21.4、焊焊接接转转子子v（1）加工方法：若干）加工方法：若干实实心心轮盘轮盘、端、端轴单轴单独独铸铸造，然后造，然后焊焊接加工。接加工。（2）特点：要求材料可）特点：要求材料可焊焊接性好，接性好，加工工加工工艺艺复复杂杂、要求高。、要求高。（3）应应用：早期上海国用：早期上海国产产少数少数125MW、300MW汽汽轮轮机的低机的低压转压转子。子。22.冲冲动动式式焊焊接低接低压转压转子子 23.二、引二、引进进型型300MW汽汽轮轮机高中机高中压转压转子子 高、中高、中压转压转子是一根合金子是一根合金钢锻钢锻件加工件加工而成，无中心孔，材料而成，无中心孔，材料为为30Cr1Mo1V，在，在调阀调阀端有一短端有一短轴轴用螺栓与之用螺栓与之连连接。接。短短轴轴上依次有危急遮断器、主油上依次有危急遮断器、主油泵泵叶叶轮轮、测测速速齿轮齿轮、推力、推力盘盘。24.高、中高、中压转压转子上依次有子上依次有#1#1轴轴承承轴颈轴颈、高、高压压缸前汽封、缸前汽封、高高压压排汽排汽侧侧平衡活塞、平衡活塞、高高压压通流部分反通流部分反动动式式压压力力级动级动叶片、叶片、调节级调节级叶片、高叶片、高压进压进汽汽侧侧平衡活塞、平衡活塞、中中压压平衡活塞、平衡活塞、中中压压通流部分反通流部分反动动式式压压力力级动级动叶片、叶片、高中高中压压缸后汽封、缸后汽封、#2#2轴轴承承轴颈轴颈、联轴联轴器。器。1、高、中、高、中压转压转子的子的结结构构25.高压排汽侧平衡活塞高压十二个反动式动叶片调节级叶片高压进汽侧平衡活塞中压平衡活塞中压级#1轴承轴颈#2轴承轴颈 26.高压排汽侧平衡活塞高中压缸前汽封#1轴承轴颈 高压十二个反动式动叶片加平衡螺塞的工艺孔 调节级叶轮平衡孔调节级叶片高压进汽侧平衡活塞中压平衡活塞27.中中压级压级高高压级压级调节级调节级中中压压平平衡活塞衡活塞高中高中压压缸后缸后汽封汽封中中压压排排汽口汽口高高压压排排汽口汽口28.危急遮断器主油泵叶轮测速齿轮推力盘2、调阀调阀（前）端短（前）端短轴轴上的上的设备设备29.调节级调节级叶片叶片中中压级压级动动叶片叶片高高压级动压级动叶片叶片高压排汽侧平衡活塞中中压压平衡平衡活塞活塞高中高中压压缸前汽封缸前汽封联轴联轴器器#2轴承轴颈#1轴承轴颈 反反动动式式600MW汽汽轮轮机机转转子子30.危急遮危急遮断器断器主油主油泵泵测测速速齿轮齿轮600MW汽汽轮轮机机调阀调阀（前）端短（前）端短轴轴31.3、转转子的通流部分布置特点：子的通流部分布置特点：（1 1）高高压调节级压调节级与高与高压压压压力力级级反向布置，而高反向布置，而高压压压压力力级级与中与中压压压压力力级级也是反向布置。也是反向布置。高高压单压单列列调节级调节级布置在布置在转转子中部，蒸汽在子中部，蒸汽在调节级调节级做功后做功后转转180180度依次通度依次通过过高高压侧压侧十十二个二个压压力力级级做功。中做功。中压压通流部分亦是由通流部分亦是由转转子中子中间进间进汽，流汽，流向向发电发电机端九个机端九个压压力力级级。（2 2）因高、中因高、中压压压压力力级级均采用反均采用反动动式式动动叶片，叶片，为为避免避免轴轴向推力向推力过过大，大，故采用鼓式故采用鼓式转转子，即各子，即各压压力力级级均无叶均无叶轮轮，动动叶直接安装在叶直接安装在转转子上开出的叶片槽中。子上开出的叶片槽中。（3 3）由于高、中）由于高、中压压压压力力级级均均为为反反动动式，故式，故转转子上的子上的轴轴向向推力推力较较大，大，为为平衡高、中平衡高、中压转压转子的子的轴轴向推力，除了在通流向推力，除了在通流部分布置上采用高、中部分布置上采用高、中压压反向布置，反向布置，调节级调节级叶叶轮轮上开有斜上开有斜孔外，孔外，转转子上子上还设还设有三个平衡活塞。有三个平衡活塞。32.高高压压排汽口之后的汽流流向哪里？排汽口之后的汽流流向哪里？v其中，在高其中，在高压压排汽口之后（排汽口之后（顺顺汽流方向）布置有高汽流方向）布置有高排平衡活塞。高排平衡活塞。高压压排汽中一小部分蒸汽流排汽中一小部分蒸汽流经经高排平高排平衡活塞后，然后衡活塞后，然后经经四根高中四根高中压压缸平衡管（上、下缸缸平衡管（上、下缸各两根）被引入中各两根）被引入中压压缸排汽口，与中缸排汽口，与中压压缸排汽缸排汽汇汇合合后到低后到低压压缸做功。缸做功。v由于高排平衡活塞前承受的是高排蒸汽由于高排平衡活塞前承受的是高排蒸汽压压力，而活力，而活塞后承受的是与中排塞后承受的是与中排压压力相当的汽力相当的汽压压（稍高于中排（稍高于中排压压力，因平衡管有流力，因平衡管有流动动阻力及阻力及节节流孔板），因此，流孔板），因此，高中高中压压平衡管内的蒸汽流向是由高排缸流向中排缸平衡管内的蒸汽流向是由高排缸流向中排缸的。的。33.上缸上缸两根两根高中高中压压缸缸平衡平衡管管v高高压压排汽口（排汽口（高高压压排汽平衡活塞）排汽平衡活塞）之后的汽流流之后的汽流流动动34.高中高中压压缸通流部分缸通流部分高高压压级级高高压压排汽排汽平衡活塞平衡活塞高高压压平衡活塞平衡活塞调节级调节级中中压压进进汽汽中中压级压级高高压压排汽排汽高高压进压进汽汽中中压压平衡平衡活塞活塞35.复复习习v国国产产引引进进型型300MW300MW反反动动式汽式汽轮轮的的轴轴向推向推力力远远大于同容量的冲大于同容量的冲动动式汽式汽轮轮机机组组，因，因此，此，该该型机型机组组采用了哪些平衡措施？采用了哪些平衡措施？v1.1.高中高中压压部分高部分高压压压压力力级级与中与中压压压压力力级级反向流反向流动动布布置置;v2 2、高、高压压部分部分调节级调节级与高与高压压压压力力级级反向流反向流动动布置，叶布置，叶轮轮上开有斜孔（平衡孔）；上开有斜孔（平衡孔）；v3.3.低低压压缸采用反向流缸采用反向流动动布置布置;v4.4.高中高中压转压转子上子上设设置多道平衡活塞。置多道平衡活塞。36.4、平衡活塞平衡活塞 平衡活塞就是将平衡活塞就是将轴轴封套直径加大，在封套直径加大，在转转子上形成子上形成带带齿齿形形轴轴封的封的较较大凸肩，蒸汽由凸肩大凸肩，蒸汽由凸肩齿齿形形间间隙的一端隙的一端流向另一端流向另一端时时，因，因节节流而流而产产生生压压降，由于凸肩两降，由于凸肩两侧侧所承受的所承受的压压力不同，于是力不同，于是产产生与生与转转子通流部分固有子通流部分固有推力相反的推力相反的轴轴向附加力并与之平衡。向附加力并与之平衡。高高压进压进汽区域内汽区域内转转子上加工有高、中子上加工有高、中压压平衡活塞，平衡活塞，高高压压通流部分的通流部分的轴轴向推力由向推力由这这两两级级平衡活塞加以平平衡活塞加以平衡，再加上高衡，再加上高压压排汽平衡活塞（低排汽平衡活塞（低压压平衡活塞）的平衡活塞）的作用，作用，轴轴向推力最后只剩下一个向推力最后只剩下一个较较小的正向推力指小的正向推力指向向发电发电机端，保机端，保证额证额定定负负荷下荷下转转子不漂移，运行子不漂移，运行稳稳定。定。37.中中压压平平衡活塞衡活塞高高压进压进汽汽侧侧平衡活塞平衡活塞高高压压排汽排汽侧侧平衡活塞平衡活塞调节级调节级叶片叶片38.转转子子轴轴向受力分析向受力分析平衡中平衡中压压缸缸轴轴向推力向推力平衡高平衡高压轴压轴向推力向推力39.上海上海300MW汽汽轮轮机机轴轴向推力的向推力的变变化化正常工况正常工况高中高中压调门压调门全开全开净净推力推力允允许许的的轴轴向向推力推力轴轴承承负负荷荷方向方向100%进进汽汽37601N1.035MPa朝向朝向发电发电机机端端50%进进汽汽12519N1.035MPa朝向朝向调调端端33%进进汽汽3699N1.035MPa朝向朝向发电发电机机端端40.转转子上子上设设有三个有三个动动平衡加重面，分平衡加重面，分别别在高在高压压排汽排汽侧侧平衡活塞平衡活塞调阀调阀端面，端面，中中压压排汽端面及中排汽端面及中压压平衡活塞高平衡活塞高压压端面，端面，设设有工有工艺艺孔，供孔，供现场现场不揭缸不揭缸加装平衡螺塞。加装平衡螺塞。41.三、低三、低压转压转子子 低低压转压转子由于直径大，所受离子由于直径大，所受离心力心力剧剧增，故采用合金增，故采用合金钢钢整整锻锻无中无中心孔心孔转转子，材料子，材料为为30Cr2Ni4MoV。转转子以子以进进汽中心汽中心线为线为准，两准，两侧对侧对称称布置各七布置各七级级。由于。由于转转子采用子采用对对分式，分式，其其轴轴向推力基本上自相平衡，而无向推力基本上自相平衡，而无需采用其他措施。需采用其他措施。发电发电机机转转子和低子和低压转压转子之子之间间装有装有盘车盘车大大齿轮齿轮。42.中中间进间进汽，两汽，两侧对侧对称分流。称分流。43.44.四、四、转转子的支承和子的支承和轴轴系的系的连连接方式接方式v1、轴轴系：汽系：汽轮发电轮发电机机组组的每一根的每一根转转子依靠子依靠联联轴轴器器连连接起来，而每一根接起来，而每一根转转子两端都有子两端都有轴轴承承支撑，支撑，这样这样就构成了一个多支点的就构成了一个多支点的转转子系子系统统，称称为轴为轴系。系。45.2 2、转转子的静止子的静止挠挠曲曲变变形形v转转子是具有子是具有较较大大质质量的量的弹弹性体，放置在两端性体，放置在两端径向支承径向支承轴轴承上的承上的转转子，在重力作用下，使子，在重力作用下，使得每根得每根转转子中子中间间将将产产生向下的生向下的挠挠曲曲变变形，而形，而轴颈轴颈由于由于轴轴承的支撑向上承的支撑向上扬扬起。起。v如如图图所示。在汽所示。在汽轮轮机安机安装和装和检检修技修技术术中，往往把中，往往把轴颈扬轴颈扬起的程度称起的程度称为扬为扬度。度。46.3、转转子的静止子的静止挠挠曲曲变变形的危害形的危害v即使支承点即使支承点处处的位于同一水平的位于同一水平线线上，由于静上，由于静止止挠挠曲曲变变形也会使形也会使联轴联轴器端面不与水平器端面不与水平线线垂垂直，在直，在转转子用子用刚刚性性联轴联轴器器连连接接时时，靠背，靠背轮结轮结合面合面处处有很大的有很大的张张口，若口，若强强迫地用迫地用连连接螺栓接螺栓将将转转子子连连在一起，必将在在一起，必将在转转子上子上产产生附加生附加连连接接约约束力，并且靠背束力，并且靠背轮轮螺栓的螺栓的紧紧力极不均匀，力极不均匀，这这些都是引起机些都是引起机组组振振动动、甚至、甚至酿酿成成恶恶性事故性事故的的隐隐患。患。47.靠背靠背轮结轮结合面合面处处有很大的有很大的张张口口48.3、安装和、安装和检检修要求修要求v在汽在汽轮发电轮发电机机组组的各的各转转子子连连成成轴轴系系时时，应应力力图图避避免免产产生附加生附加约约束力。要求在静止状束力。要求在静止状态态下，各下，各转转子子的的轴线应连轴线应连成一条平滑的曲成一条平滑的曲线线。这样这样，各，各转转子支子支承点的承点的轴轴心不心不应应在同一水平在同一水平线线上，上，应应根据各根据各转转子子的静的静态挠态挠度或靠背度或靠背轮轮端面端面转转角的大小，确定相角的大小，确定相邻邻支承点在垂直方向上的相支承点在垂直方向上的相对对位置，位置，这这就是就是轴轴系中系中各各轴轴承承设设定不同定不同标标高高值值的原因。的原因。49.4、汽、汽轮轮机找中心机找中心v汽汽轮轮机找中心的关机找中心的关键键在于在于转转子找中心，子找中心，而而转转子找中心是采用按子找中心是采用按联轴联轴器找中心的器找中心的方法方法进进行的，行的，通通过调过调整支撑整支撑转转子的子的轴轴承承座的座的垫垫片使得各片使得各转转子的中心子的中心线线能能够够相互相互连连接接为为一根一根连续连续的曲的曲线线，保，保证联轴证联轴器的器的两外两外圆圆同心，两端面平行同心，两端面平行。50.轴轴系系挠挠度曲度曲线线如如图图51.300MW汽汽轮轮机找中心要求机找中心要求52.五、五、转转子的子的临临界界转转速速v1、定、定义义：在汽：在汽轮发电轮发电机机组组启启动动或停机或停机过过程中，当程中，当转转速达到某一数速达到某一数值时值时，机，机组组出出现剧现剧烈振烈振动动，而越，而越过过这这一一转转速后，振速后，振动动又减少到正常又减少到正常值值，这这个使机个使机组剧组剧烈振烈振动动的的转转速称速称为转为转子的子的临临界界转转速。速。v2、原因：、原因：转转子子转动时转动时，由于制造、装配的，由于制造、装配的误误差或差或者材料的不均匀造成者材料的不均匀造成转转子子质质量偏心所引起的离心力，量偏心所引起的离心力，相当于一个相当于一个频频率等于率等于转转子角速度的周期性激振力，子角速度的周期性激振力，在此力的作用下，在此力的作用下，转转子作子作强强迫振迫振动动。当激振力。当激振力频频率率等于等于转转子的自振子的自振频频率率时时，便，便发发生共振，使振幅急生共振，使振幅急剧剧增大，增大，产产生生剧剧烈振烈振动动。53.v3、运行中注意：工作、运行中注意：工作转转速必速必须须避开避开临临界界转转速速20%30%，对挠对挠性性转转子，子，升速升速过过程中要迅速通程中要迅速通过临过临界界转转速。速。v4、挠挠性性转转子：工作子：工作转转速低于速低于临临界界转转速的速的转转子称子称为挠为挠性性转转子，工作子，工作转转速速高于高于临临界界转转速的速的转转子称子称为刚为刚性性转转子。子。汽汽轮轮机机转转子都属于子都属于挠挠性性转转子。子。54.作业v1、300MW汽汽轮轮机高中机高中压转压转子的子的结结构如何？构如何？v2、300MW汽汽轮轮机高中机高中压转压转子平衡子平衡轴轴向推力向推力的措施有哪些？的措施有哪些？v3、什么是、什么是转转子的子的临临界界转转速？速？v4、汽、汽轮轮机机转转子找中心的目的是什么？子找中心的目的是什么？55.谢谢谢谢大家！大家！56.